湿式喷射施工是通过搅拌、泵送、喷射造衬等环节完成施工过程的一种新兴耐火材料施工技术。该技术可以实现对衬体的在线修复，施工快捷方便，过程几乎无污染，符合绿色耐火材料发展理念。喷射施工而成的耐火材料衬体要达到浇注施工衬体的性能，除了湿式喷射料的搅拌需水量要非常低，同时还需具有良好的流变性，以满足泵送和喷射的要求。因此，湿式喷射料必须是一种剪切变稀的假塑性体。 据文献表明，浇注料的流变性由粒度<100μm，尤其是<45μm的基质决定。如自流浇注料与普通振动浇注料相比细粉含量通常较多。在本工作中，以刚玉尖晶石质湿式喷射料为对象，研究了基质组成的变化对其流变性能的影响。 根据表2配料，然后采用强力搅拌机(B20型)干混30 s。采用二步加水法添加5.3%(w)的水，第一步缓慢添加5.0%(w)的自来水，搅拌1～2 min后，再缓慢加入剩余0.3%(w)的水，继而再搅拌1～2 min。将搅拌均匀的物料放入LBY-O2P型全组分流变仪中进行流变性测试。设定流变仪搅拌叉的转速从10 r·min-1逐渐增大到100 r·min-1，然后再从100r·min-1逐渐减小至10 r·min-1，测试周期为190 s，完成1次流变性测试大约需要5 min，前次测试完成后随即进行下一次测试。
图1示出了含有水泥结合剂的湿式喷射料P1连续测量2次的流变曲线。从图1中箭头指示可以看出:湿式喷射料P1的两次流变测试的下行线都在上行线上方。从图中还可知，第一次剪切循环曲线的初始转矩(转速为10 r·min-1)约为0.7 N·m，而在进行第二次剪切循环测试时，其初始转矩约为0.9 N·m，这一结果也表明，随着时间的推移(存在前期的剪切历程)，在设定同样的初始转速下(10 r·min-1)，其剪切转矩有增大的趋势。
对于湿式喷射料而言，搅拌机搅拌均匀后，要通过软管泵送至喷枪口，在泵送过程中物料与管壁摩擦而承受剪切力的作用。如果湿式喷射料的流变性如图1所示为反触变性，且随着时间的延长，湿式喷射料的初始转矩增加，可以推测，湿式喷射料在管道中滑移时所受的阻力将会越来越大，这不利于湿式喷射料的泵送。 图2示出了不含水泥结合剂的湿式喷射料P2物料连续测量3次的流变曲线。从箭头指示的流变曲线路径可知，湿式喷射料P2的流变曲线下行线都在上行线的下方，符合剪切稀化和正触变性的特征。
从图2还可以看出，试样P2物料的3次流变测试的初始转矩(初始转速为10 r·min-1)分别是0.65、0.59和0.60 N·m。这一结果表明，随着时间的持续，该湿式喷射料在相同的转速下，其所承受的转矩有逐渐减小的趋势。可以推测这种湿式喷射料在泵送过程中所受的阻力将越来越小，有助于材料泵送。 从图1和图2的对比可知，含水泥的湿式喷射料P1物料的流变曲线中，下行线在上行线的上方;而不含水泥的P2物料，其流变曲线的下行线在上行线下方。由此可见，结合剂水泥粉体的水化对流变性的影响很大，水泥的水化使流变曲线的上下行曲线的位置发生颠倒。但这种刚玉尖晶石质湿式喷射料不能没有水泥结合剂，所以，关键是要在水泥结合剂存在的条件下实现剪切变稀，从而有助于湿式喷射料的泵送。 从添加水泥结合剂前后的湿式喷射料试样流变曲线(见图1和图2)的对比分析可知，流变曲线中的下行线在上行线上面表明湿式喷射料黏度随着搅拌时间的延长越来越大。这应该是由于水泥粉体产生水化，而形成的水化产物黏结了细粉和颗粒，物料黏度提高，因此剪切应力也随之上升。而且通常情况下，通过两步加水法搅拌的物料在持续的剪切搅拌过程中会摩擦生热，且随着搅拌速率的加快释放的热量逐渐增加，温度上升又促进了水泥水化加快，生成的水化物越来越多，同样会进一步增加物料的内部黏滞性。因此，若湿式喷射料在泵送过程中所遇到的剪切阻力愈来愈大，很可能会引起泵送管道的堵塞，无法完成现场的喷射修补或造衬施工。 图3示出了含有水泥结合剂且二氧化硅微粉含量提高到1%(w)的湿式喷射料P3物料的3次流变曲线，第一次测得的流变曲线中下行线在上行线的下方，属于剪切变稀。而第二次和第三次的测量结果显示其流变曲线中下行线都在上行线的上方。从图3还可以看出，第一次测量的初始转矩为0.72 N·m，第二次和第三次剪切循环过程中的初始转矩分别约为0.60和0.72 N·m。这一结果表明，由于存在前期搅拌历程，也就是说随着剪切时间的延长，初始转矩先减小后增大，由此推知推动该试样流体所需要的剪切应力也是先减小后增加。
由表2可知，湿式喷射料试样P3和P1的基质组成区别在于二氧化硅微粉的含量多了0.5%(w)，增加SiO2微粉加入量降低了湿式喷射料的剪切应力。这是因为当有聚羧酸类分散剂存在时，SiO2微粉颗粒表面形成双电层的重叠而产生静电斥力，克服了质点间的范德华力，颗粒间层流阻力下降。因此，湿式喷射料试样P3的剪切应力降低。同时，二氧化硅微粉通常为球形颗粒，且粒度较小，能够充分填充在湿式喷射料中的小微颗粒之间起到一定的滚珠润滑作用，从而减少了湿式喷射料试样P3的黏度，改善了湿式喷射料的流变性，有助于湿式喷射料的泵送。 图4示出了在湿式喷射料试样P3的基础上添加了0.05%(w)缓凝剂的试样P4物料的3次流变曲线，可以看出:初始转矩结果分别为0.71、0.59、0.56N·m，也就是说物料的屈服应力越来越小;而且3次测试出来的流变曲线都是下行线在上行线下方。这一结果表明:添加缓凝剂后的试样P4物料与没有缓凝剂的P3相比，在相同的搅拌速率下，P4物料随着搅拌时间的延长，屈服应力越来越小。另外，还有个现象是上行线和下行线所包围的触变环面积随着搅拌次数的增加越来越小，第三次几乎重合，这表明该试样的触变性越来越弱。
从加入缓凝剂前后的湿式喷射料试样P3和P4的流变曲线对比(见图3和图4)可知，试样P4加入0.05%(w)的缓凝剂后，应该是由于水泥水化被延迟，水化产物也延迟生成。所以，含有0.05%(w)缓凝剂的P4试样的初始转矩越来越小。由此推知，该湿式喷射料在泵送过程中，物料的黏度越来越小，和管壁之间的摩擦阻力也越来越小。因此，能够顺利的将物料泵送至喷枪头，并完成喷射施工操作。 (1)铝酸钙水泥的加入对物料的流变性能影响较大，而且当水泥水化速度较快时，湿式喷射料流变曲线的下行线在上行线上方，表明湿式喷射料在泵送过程中受到的剪切阻力越来越大，很可能造成泵送管道阻塞。
(2)添加1%(w)的二氧化硅微粉后，有利于改善物料的流变性能，但对于长距离泵送施工时适应性较差。 (3)在前面试样基础上再加入缓凝剂延缓水泥水化后，湿式喷射料的流变曲线转变为下行线位于上行线下方，而且连续3次的测试结果都是随着搅拌持续屈服应力减小。这表明添加缓凝剂的湿式喷射料可以保持为剪切变稀的假塑性体，从而满足湿式喷射料的远程泵送施工。
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